CN102639271A - 刃尖更换式切削工具 - Google Patents

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CN102639271A CN2010800558130A CN201080055813A CN102639271A CN 102639271 A CN102639271 A CN 102639271A CN 2010800558130 A CN2010800558130 A CN 2010800558130A CN 201080055813 A CN201080055813 A CN 201080055813A CN 102639271 A CN102639271 A CN 102639271A
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Abstract

从对置于刀片安装座的底面（6）的一侧看，从底面（6）立起的第1以及第2约束壁面（7a、7b）彼此所成的角度（α）比分别对置抵接于这些的切削刀片的两个周面彼此所成的角度（β）小。切削刀片的两个周面中一个周面以大致平行于第1约束壁（7a）的延伸方向的姿态抵接于第1约束壁面（7a），另一个周面在第2约束壁（7b）的一端部与第2约束壁面（7b）抵接。

Description

刃尖更换式切削工具
技术领域
本发明涉及一种能够拆装地安装切削刀片的刃尖更换式切削工具，特别涉及对形状部进行切削的刃尖更换式切削工具。
背景技术
以往以来具有下述的所谓螺纹固定式切削工具，其使用埋头螺钉这样的紧固螺纹件将具有切削刃的切削刀片能够拆装地安装于工具本体。这种切削工具被应用于被切削材的形状部的精加工。作为用于形状部的切削加工的切削工具的一例，有专利文献1所记载的倒角刀具。
该倒角刀具为，菱形平板状的倒角刀具用切削刀片以下述方式能够拆装地安装在形成于刀具本体的顶端部的刀片安装座上：所述菱形平板状的倒角刀具用切削刀片以其菱形面作为前刀面而朝向刀具旋转方向，并且令形成于该前刀面的边棱部的切削刃随着朝向上述刀具本体的后端侧而逐渐朝向外周侧地倾斜。
上述倒角刀具用切削刀片的特征为，在一对的上述菱形面的边棱部中绕上述切削刀片的周方向上相互不同的菱形面侧的边棱部上形成上述切削刃，与这些切削刃相连的上述切削刀片的各周面为后刀面，随着从该切削刃远离而逐渐后退地倾斜。
专利文献1：日本特开2005-28502号公报。
在专利文献1所记载的倒角刀具中，切削刀片为，从其菱形面的锐角角部延伸的一对的周面与对应于各周面的刀片安装座的壁面抵接，从而相对于刀具本体以既定的姿态被固定。在此，从对置于刀片安装座的底面（或者切削刀片的前刀面）的一侧看，与上述切削刀片的安装孔的内周面卡合的紧固螺纹件从上述安装孔的中心稍微向上述两个壁面侧偏置。由此，切削刀片利用上述紧固螺纹件而按压该安装孔的内周面，从而上述一对的周面与对应于各周面的刀片安装座的壁面接触。
但是，在拧入紧固螺纹件时，由于紧固螺纹件与安装孔的内周面的接触，该切削刀片沿紧固螺纹件的旋转方向受到旋转扭矩，因而其在刀片安装座内沿紧固螺纹件的旋转方向转动。因此，不能将切削刀片的切削刃相对于刀具本体正确地定位，所以利用该切削刃切削加工后的倒角部的形状精度也会恶化。此外，由于切削加工时切削刀片所受到的切削阻力，切削刀片会向与上述转动方向相反的方向转动。因此，会产生紧固螺纹件的松动，切削刀片进一步发生转动， 最坏的情况下，有可能发生切削刃的破损及从刀片安装座脱落。
发明内容
本发明是为了解决上述的问题而提出的，其目的在于提高切削刀片的切削刃相对于工具本体的定位精度，提高被切削材的形状部的加工精度。
本发明的一方案具有以下的构成。
一种刃尖更换式切削工具，具有：用于拆装自如地安装切削刀片的刀片安装座、安装于上述刀片安装座的大致平板状的切削刀片，其特征在于，
上述刀片安装座具有实质上平坦的底面、以及从上述底面向上方立起且相互不平行的第1及第2约束壁面，
从对置于上述底面一侧看，上述第1及第2约束壁面彼此所成的角度比分别对置于这些第1及第2约束壁面的上述切削刀片的两个周面彼此所成的角度小，
上述切削刀片的下表面抵接于上述底面，且上述两个周面抵接于分别对置于这些周面的上述第1及第2约束壁面，
上述切削刀片的上述两个周面中一方的周面以大致平行于上述第1约束壁面的延伸方向的姿态抵接于上述第1约束壁面，另一方的周面相对于上述第2约束壁面的延伸方向倾斜，且在上述第2约束壁面的一端部处与上述第2约束壁面抵接。
根据该方案，切削刀片的两个周面中一方的周面以平行于与该周面对置的第1约束壁面的延伸方向的姿态与第1约束壁面抵接。即，上述一方的周面沿着上述第1约束壁面的延伸方向线接触或者面接触。另一方的周面相对于对置于该周面的第2约束壁面的延伸方向倾斜，在上述第2约束壁面的一端部处与第2约束壁面抵接。即，上述另一方的周面在上述第2约束壁面的一端部处与第2约束壁面点接触或者线接触。这样地安装于刀片安装座的切削刀片中，上述一方的周面以平行于第1约束壁面的延伸方向的状态被约束，所以能够提高切削刀片向刀片安装座的安装精度以及安装稳定性。由此，能够提高对形状部进行切削的切削刃相对于工具本体的定位精度、以及形状部的加工精度。
根据本发明，提高切削刀片的安装精度以及安装稳定性。此外，提高切削刀片的切削刃相对于工具本体的定位精度、以及由上述切削刃切削的形状部的加工精度。
附图说明
图1是本发明的实施方式的倒角刀具的从顶端侧看的主视图。
图2是图1所示的倒角刀具的左视图。
图3是图1所示的倒角刀具的俯视图。
图4是图1所示的倒角刀具的刀片安装座的主视图。
图5是图4的V-V线端面图。
图6是安装于图1所示的倒角刀具的切削刀片的主视图。
图7是图6所示的切削刀片的右视图。
图8是图6所示的切削刀片的仰视图。
附图标记说明
1…工具本体，2…刃部，3…刀柄，4…切屑袋，5…刀片安装座，6…刀片安装座的底面，7a…第1约束壁面，7b…第2约束壁面，8a…约束壁面的上端部，8b…约束壁面的一端部，9…阴螺纹孔，10…切削刀片，11…前刀面，12…后刀面，13…切削刃，14…作用切削刃，15…切削刀片的安装孔，16…切削刀片的就位面，17a、17b…切削刀片的周面，20…紧固螺纹件，21…倒角部，CL…中心轴线，K…刀具旋转方向，S…紧固螺纹件的拧入旋转方向，C1…切削刀片的安装孔的中心，C2…阴螺纹孔的中心，α…刀片安装座的两个约束壁面彼此所成的角度，β…切削刀片的两个周面彼此所成的角度，γ…刀片安装座的约束壁面与底面所成的角度，δ…切削刀片的周面与就位面所成的角度，ε…直线L1与直线L2所成的角度。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的一实施方式的倒角刀具。
如图1～图3所示，本实施方式的倒角刀具在形成于工具本体1的顶端外周部的刀片安装座5上能够拆装地安装有具有切削刃13的切削刀片10。工具本体1为绕中心轴线CL旋转的大致圆柱状。在工具本体1的后端侧（在图2中为左侧），形成有用于将工具本体1向机械加工中心等的工作设备安装的刀柄3，在工具本体1的顶端侧（在图2的右侧），形成有设置有刀片安装座5的刃部2。
在刃部2的外周面上切去形成有从该刃部2的顶端面朝向后端侧延伸的切屑袋4。而且，在切屑袋4的朝向刀具旋转方向K侧的壁面上以从该壁面凹下一级的方式形成有刀片安装座5。如图4以及图5所示，该刀片安装座5具有实质上平坦的底面6、从该底面6向上方立起的至少两个的约束壁面即第1及第2约束壁面7a、7b。在本实施方式中，相对于垂直于工具本体1的中心轴线CL的基准平面，第1约束壁面7a延伸的方向与期望的倒角角度一致。即，目标为例如45°的倒角时，第1约束壁面7a相对于上述基准平面倾斜45°地形成。上述底面6以实质的平坦面形成，与切削刀片10的就位面16对置而抵接。此外，在上述底面6的大致中央部形成有阴螺纹孔9。如图4所示，第1及第2约束壁面7a、7b沿从底面6立起的方向即大致垂直的方向延伸，相互成既定的角度。第1及第2约束壁面7a、7b分别与对置的切削刀片10的周面17a、17b抵接。
如图6～图8所示，切削刀片10呈大致正方形板状，具有形成于成为切削刀片10的上下表面的正方形面的至少一方的前刀面11、形成于与成为前刀面11的正方形面对置的正方形面的就位面16、形成于在这些成为前刀面11和就位面16的一对的正方形面之间延伸的周面的后刀面12、形成于前刀面11和后刀面12的交叉棱线部的切削刃13、和沿厚度方向贯通正方形面的中央部的安装孔15。
本切削刀片10例示了成为前刀面11的正方形面和成为后刀面12的周面以锐角相交叉，具有正的后角的正的形式的情况，但也可以为前刀面11和后刀面12垂直地交叉的后角为0°的负的形式的情况。在本实施方式中，切削刀片10的后刀面12的后角为11°。在为负的形式的切削刀片的情况下，将对置的正方形面选择地作为前刀面11使用，能够使用两个面。此外，在本实施方式中，前刀面11由实质上平坦的正方形面构成，但不限定于此，也可以含有令与切削刃13相连的部分相对于上述正方形面倾斜的倾斜面。此时，能够利用上述倾斜面提供正或者负的前角。
切削刀片10的至少成为切削刃13的部分由超硬合金、包覆超硬合金、金属陶瓷、陶瓷、或者含有金刚石或者立方晶氮化硼的被称为超高压烧结体的硬质材料构成。
在将切削刀片10载置于刀片安装座5时，该切削刀片10的就位面16与刀片安装座的底面6抵接。进而，切削刀片10所具备的四个周面中与切削无关的周面中的两个周面17a、17b分别与刀片安装座5的第1及第2的约束壁面7a、7b抵接。在将切削刀片10向刀片安装座5进行固定时，在该切削刀片10的安装孔15中插入具有能够与上述安装孔15的内壁面卡合的头部的紧固螺纹件20，将其拧入形成于刀片安装座的底面6的阴螺纹孔9。由此，紧固螺纹件20的头部将安装孔15的内壁面向刀片安装座的底面6侧以及第1及第2约束壁面7a、7b侧按压，从而切削刀片10能够拆装地被安装于刀片安装座5。安装后的切削刀片10的切削刃13中配置于工具本体1的顶端外周侧的切削刃成为对被切削材的倒角部进行切削的主切削刃14。
在图4中，从对置于刀片安装座的底面6的一侧看，第1以及第2约束壁面7a、7b彼此所成的角度α比抵接于这些第1及第2约束壁面7a、7b的切削刀片10的两个周面17a、17b彼此所成的角度β稍小。在本实施方式中，上述两个周面彼此所成的角度β为90°，上述第1及第2约束壁面彼此所成的角度α为89.5°。
在图5中，在从垂直于第1约束壁面7a的延伸方向的截面看时，本实施方式的第1约束壁面7a和底面6所成的角度γ为钝角。而且，上述角度γ比抵接于该第1约束壁面7a的切削刀片的周面17a与切削刀片的就位面16所成的角度δ小0.5°左右。由此，上述两个周面17a不与第1约束壁面7a面接触，与沿从上述底面6立起的方向（上方）最为分离的第1约束壁面7a的上端部8a在大致线接触的状态下抵接。
另外，在本实施方式中，第2约束壁面7b和底面6所成的角度也同样为γ，比切削刀片6的周面17b与就位面16所成的角度δ也小0.5°左右。
在刀片安装座5内，由于其安装孔15的内壁面与紧固螺纹件20的头部的接触，切削刀片10受到与上述紧固螺纹件20的拧入旋转方向S相同方向的旋转扭矩。另一方面，切削刀片10由于上述紧固螺纹件20的头部而朝向位于拧入旋转方向S的前方侧的第1约束壁面7a侧被按压。因此，对置于第1约束壁面7a的切削刀片10的周面17a在第1约束壁面7a的延伸方向的大致全长范围内与第1约束壁面7a的上端部8a线接触而被支承约束。即，该周面17a以平行于第1约束壁面7a的延伸方向的姿态被可靠地支承约束。
另一方面，第1约束壁面7a和第2约束壁面7b所成的角度α比切削刀片10的周面17a和周面17b所成的角度β小，所以位于切削刀片10的拧入旋转方向S的后方侧的另一方的周面17b的延伸方向相对于对置于该周面17b的第2约束壁面7b的延伸方向倾斜。因此，切削刀片10的周面17b借助第2约束壁面7b的一部分的位于拧入旋转方向S的后方侧的端部8b，以大致点接触的状态被支承约束。因而，从对置于刀片安装座的底面6的一侧看，切削刀片10中，位于对置于与第1约束壁面7a线接触的周面的位置的主切削刃14具有与被切削材的倒角部21相等的倾斜。
从对置于刀片安装座的底面6的一侧看，形成于底面6的阴螺纹孔9的中心C2相对于载置于该刀片安装座5的切削刀片10的安装孔15的中心C1以接近第1及第2约束壁面7a、7b的方式偏置。在本实施方式中，如图4所示，阴螺纹孔9的中心C2为，沿着假想直线L2以接近第1以及第2约束壁面7a、7b的方式稍微偏置，所述假想直线L2相对于假想直线L1向位于拧入旋转方向S的后方侧的第2约束壁面7b侧以大于0°且比第1及第2约束壁面彼此所成的角度α的1/2小的角度ε倾斜，所述假想直线L1通过安装孔15的中心C1且垂直于第1及第2约束壁面7a、7b中位于紧固螺纹件20的拧入旋转方向S侧的第1约束壁面7a。即，阴螺纹孔9的中心C2相对于安装孔15的中心C1向第1及第2约束壁面7a、7b的各自不是均等地偏置，而是更（较大地）偏向第1约束壁面7a侧。与螺纹结合于这样地中心C2偏置的阴螺纹孔9的紧固螺纹件20的头部卡合的切削刀片10向第1约束壁面7a以及第2约束壁面7b接近，特别地向第1约束壁面7a较大地接近。
安装于本实施方式的倒角刀具的切削刀片10的主切削刃14为，如从图1以及图3可知那样，轴向前角（axial reke）以及径向前角（radial reke）设定为0°。
以上说明的倒角刀具绕工具本体1的中心轴线CL旋转，沿着被切削材的倒角部21被进给，从而主切削刃14对倒角部进行切削。
主切削刃14切削被切削材而形成倒角部。因此，主切削刃14相对于该倒角刀具的工具本体1的定位精度对倒角部的加工精度有很大影响。
以下说明本实施方式的倒角刀具的作用效果。借助紧固螺纹件20而向刀片安装座5的第1及第2约束壁面7a、7b侧被按压的切削刀片10的一个周面17a沿着第1约束壁面7a的延伸方向的全长而与第1约束壁面7a的上端部8a线接触而被支承约束，以便克服随着紧固螺纹件20的拧入旋转而产生的切削刀片10的旋转扭矩。即，周面17a以平行于第1约束壁面7a的延伸方向的状态被支承约束。在此，如上所述，第1及第2约束壁面7a、7b彼此所成的角度α比抵接于这些第1及第2约束壁面7a、7b的切削刀片10的两个周面17a、17b彼此所成的角度β稍小。因此，切削刀片10的另一周面17b相对于与该周面17b对置的第2约束壁面7b的延伸方向倾斜，在位于第2约束壁面7b的拧入旋转方向S的后方侧的一端部8b以大致点接触的状态被支承约束。这样一来，周面17a沿着第1约束壁面7a的延伸方向在该第1约束壁面7a的上端部8a的大致整体的范围内线接触，另一方面，另一周面17b在第2约束壁面7b的位于方向S的后方侧的端部8b点接触，从而基于这些第1及第2约束壁面7a、7b的切削刀片的支承约束稳定，并且一个周面平行于第1约束壁面的延伸方向地被定位，所以能够提高切削刀片10向刀片安装座5的安装精度以及安装稳定性。此外，从对置于刀片安装座的底面6的一侧看，切削刀片10被安装为，处于对置于一个周面的关系的主切削刃14具有与切削的预定倒角部21相等的倾斜。由此，借助主切削刃14而被切削加工的倒角部21的加工精度非常好。
在本实施方式中，切削刀片10利用紧固螺纹件20而接近第1约束壁面7a以及第2约束壁面7b侧，特别地较大地接近第1约束壁面7a侧。因此，切削刀片10为，与第2约束壁面7b侧相比更强地被向第1约束壁面7a侧按压。由此，切削刀片10的位于紧固螺纹件20的拧入旋转方向S的前方侧的周面17a和第1约束壁面7a的上端部8a的线接触变得更强，周面17a以平行于第1约束壁面7a的上端部8a的延伸方向的状态更强力地被支承约束。
进而，位于拧入旋转方向S的前方侧的周面17a以平行于第1约束壁面7a的上端部8a的延伸方向的状态被支承约束，以便克服朝向切削刀片10的紧固螺纹件20的拧入旋转方向S的前方侧作用的旋转扭矩，因而能够可靠地防止切削刀片10随着紧固螺纹件20而向拧入旋转方向S侧活动。由此，不会产生紧固螺纹件20的松动，所以能够长期地良好地维持切削刀片10的安装稳定性以及倒角部的加工精度。
切削刀片10的两个周面17a、17b不与第1及第2约束壁面7a、7b面接触，各周面与沿从刀片安装座的底面6立起的方向（上方）最为分离的约束壁面7a、7b的上端部抵接。由此，第1及第2约束壁面7a、7b和周面17a、17b的接触状态更加稳定，所以能够进一步提高切削刀片10的定位精度，倒角部的加工精度变得非常好。
安装于倒角刀具的切削刀片10的主切削刃14为，轴向前角以及径向前角被设定为0°。此时，如图2所示，该倒角刀具的侧视中的工具本体1的中心轴线CL和主切削刃14所成的角度与绕该倒角刀具的中心轴线CL旋转时的中心轴线CL和主切削刃14的旋转轨迹所成的角度一致。即，侧视中切削刀片10的主切削刃14的形状被转印到被切削材的倒角部21。因而，在侧视中，以中心轴线CL作为基准，令该刀片安装座5的位于紧固螺纹件20的拧入旋转方向S侧的第1约束壁面7a的倾斜角与切削的预定倒角部21的倾斜角形成为一致即可。通过这样地令第1约束壁面7a与切削的预定倒角部成形为相等的倾斜角，能够容易地成形该第1约束壁面7a，此外成形后的该第1约束壁面7a的精度也高。而且，成形后的该第1约束壁面7a的倾斜角度能够与切削的预定倒角部21的倾斜角度直接对比而进行测定，所以测定容易且测定精度高。另一方面，关于切削刀片10，能够将主切削刃14成形为相对于抵接于第1约束壁面7a的周面17a平行，所以主切削刃14的成形容易，并且成形后的主切削刃14的精度变高。根据以上的情况，主切削刃14相对于工具本体1的定位精度变得非常高。
本发明不限定于以上说明的实施方式，当然能够进行适宜的构成的变更、削除以及追加。
本发明不限定于倒角刀具，也能够应用于用于被切削材的形状部的加工的刃尖更换式刀头、端铣刀、刀具等。此外，紧固螺纹件20的拧入方向S一般为右旋转，但也可以根据第1及第2约束壁面7a、7b的构成以及配置而为左旋转。此外，切削刀片10的形状不限定于大致正方形板状，也可以为四边形、三角形或者五边形等的多边形板状。此外，不限定于刀片安装座5的两个约束壁面7a、7b的上端部8a与切削刀片10的周面17a、17b接触的方式，也可以是约束壁面7a、7b整体与周面17a、17b抵接、或者约束壁面7a、7b的上端部以外的部位限定地与切削刀片的周面接触的方式。

Claims (5)

1.一种刃尖更换式切削工具，具有：用于拆装自如地安装切削刀片的刀片安装座、安装于上述刀片安装座的大致平板状的切削刀片，其特征在于，
上述刀片安装座具有实质上平坦的底面、以及从上述底面向上方立起且相互不平行的第1及第2约束壁面，
从对置于上述底面一侧看，上述第1及第2约束壁面彼此所成的角度比分别对置于这些第1及第2约束壁面的上述切削刀片的两个周面彼此所成的角度小，
上述切削刀片的下表面抵接于上述底面，且上述两个周面抵接于分别对置于这些周面的上述第1及第2约束壁面，
上述切削刀片的上述两个周面中一方的周面以大致平行于上述第1约束壁面的延伸方向的姿态抵接于上述第1约束壁面，另一方的周面相对于上述第2约束壁面的延伸方向倾斜，且在上述第2约束壁面的一端部处与上述第2约束壁面抵接。
2.根据权利要求1所述的刃尖更换式切削工具，其特征在于，
上述切削刀片具有沿厚度方向贯通中央部而形成的安装孔，
上述刀片安装座具有为了安装上述切屑刀片而拧入紧固螺纹件的阴螺纹孔，
从对置于上述刀片安装座的底面的一侧看，上述阴螺纹孔的中心点配置于下述的直线上，所述直线相对于从载置于上述刀片安装座的上述切削刀片的安装孔的中心向上述第1约束壁面引出的垂线，向接近上述第2约束壁面侧以大于0°且不满上述第1以及第2约束壁面彼此所成的角度的1/2的角度倾斜。
3.根据权利要求1所述的刃尖更换式切削工具，其特征在于，
上述刀片安装座具有为了安装上述切削刀片而拧入紧固螺纹件的阴螺纹孔，
上述第1约束壁面位于上述紧固螺纹件的拧入旋转方向前方侧，上述第2约束壁面位于上述拧入旋转方向后方侧。
4.根据权利要求1所述的刃尖更换式切削工具，其特征在于，
上述第1以及第2约束壁面的沿从上述底面立起的方向远离的上端部与上述切削刀片的周面抵接。
5.根据权利要求1所述的刃尖更换式切削工具，其特征在于，
形成于上述切削刀片的至少上表面的棱线部而对被切削材的形状部进行切削的切削刃为，在将上述切削刀片安装于上述工具本体时，其轴向前角及径向前角为0°。
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